[发明专利]监测髋部置换物的装置、系统及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求根据35U.S.C.§119(e)于2013年3月15日提交的第61/789,170号美国临时专利申请的优先权，该申请通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本发明一般地涉及髋部置换物，以及更具体地，涉及用于监测全部或部分髋部置换物的性能的装置和方法。

背景技术

相关技术的描述

髋部置换是最常见的骨科外科手术之一。当患者失去对髋部的充分使用(典型地，由于髋部的损伤、缺血性坏死)时或者为了治疗极端和/或持续的关节疼痛(例如，由于各种类型的关节炎，如类风湿性的或骨性的)可进行该手术。

髋部置换可采用多种不同的形式。在全髋部置换(THR)中，股骨头部和髋臼都被替换。在半(部分的)髋部关节成形术中，仅替换股骨头部而保留患者自己的髋臼。髋部置换物的股骨部件可以是头部和柄部作为整体的完整单元的单独的零件，或者股骨部件可由许多零件构成，如股骨柄部，该股骨柄部之后联接至单独的股骨头部零件以及颈部区段(这常见于为患者提供长度和/或股骨头部尺寸的定制匹配的情况下)。股骨部件可用骨水泥(水泥型髋部)接合就位或可精确地安装于股骨的髓管内部并且不用水泥即固定就位(AML-解剖骨髓锁止-柄部设计)。类似地，THR的髋臼部件也可以是联接至髋窝以接纳股骨头部的单独的零件，或者可以是两件式部件，其具有联接至盆骨的壳体和附接至该壳体的内部衬垫。THR的髋臼部件可用螺钉和/或水泥固定就位，或者该髋臼部件可不用水泥粘附。

当前，多种部件可由相同的材料制成(例如，所有部分都可由金属制成)，或者单个部件可由多种不同的材料制成。例如，常见地，髋臼部件具有金属壳体(具有外表面涂覆层以便于骨骼附着及长入)，而内部衬垫由聚乙烯、超高分子量聚乙烯、陶瓷、或外科手术等级不锈钢制成。类似地，可具有用于股骨头部的构造中的许多不同的材料组合。例如，股骨头部可由金属构成，通常是钴铬(然而还可以是不锈钢或钛)，或由陶瓷材料构成，而股骨柄部典型地是金属(不锈钢、钛或钴铬)并且通常具有表面涂覆层以促进植入物在股骨内的结合。

图1示出了本领域已知类型的全髋关节。图2是图1的全髋关节的分解视图。髋臼壳体可由任何合适的材料(优选地，是金属或陶瓷)制成，并且内部衬垫也可由与髋臼壳体的材料兼容的任何合适的材料制成。例如，衬垫可由聚乙烯、超高的分子量聚乙烯、陶瓷、金属或其它类型的材料制成。股骨头部可由金属或陶瓷制成以及可由与构成髋臼衬垫的材料相同或不同的材料构成；例如，在陶瓷髋臼衬垫上的陶瓷股骨头部(陶瓷髋部上的陶瓷；COC)、在金属髋臼上的金属股骨头部(金属髋部上的金属；MOM)；或可替代地，在聚乙烯髋臼衬垫上的金属或陶瓷股骨头部(聚氨酯上的金属，MOP；交叉链接聚氨酯上的金属，MOXP；聚氨酯上的陶瓷，COP；交叉链接聚氨酯上的陶瓷，COXP)或其它类似的组合。股骨柄部通常由长期用于患者的生物相容的金属(不锈钢、钛、钴铬)制成，以及插入到股骨的轴中并使用或不使用骨水泥固定就位。

遗憾的是，当整体髋部被插入时，可随着时间出现多种并发症。例如，如图3所示，在股骨头部与髋臼衬垫之间可能有磨损，其导致人工髋关节的非正常工作。此外，如果存在任何部件的轻微的移动或错位，则患者可能经受炎症和疼痛。取决于髋臼衬垫(如果存在，如在THR中)和股骨头部(在THR的以及在半关节成形术中的)使用的材料类型，髋臼衬垫和/或股骨头部可能有磨损，其导致关节的松动或部分的(或者完全的)错位、可降低髋部的性能、导致移动和步行的困难以及可导致患者的疼痛及炎症。当经过一段时间之后(例如8-12年)，由于称作骨质溶解的过程而导致包围骨盆中的植入物和/或股骨中的植入物的组织中出现骨骼损耗时，出现第二种常见的并发症。

在股骨头部与髋臼杯之间的摩擦所产生的、进入包围植入物的组织并导致炎症和骨骼损耗的材料碎屑(金属、陶瓷和/或聚氨酯碎片)，可导致在植入物周围的骨骼的磨蚀。炎症和骨质溶解的其它潜在的原因是：植入物振动和运动、机械磨损、植入物材料与包围骨骼之间的生物相容性的缺乏、金属过敏症以及骨水泥与包围骨骼之间的生物相容性的缺乏。额外的并发症包括感染、神经损伤、材料过敏、神经冲击以及髋部错位(如果肌肉没有充分治愈则更可能出现；通常在外科手术之后的第一个4-12周期间)。